JPH10227853A - レーダ装置及びそのレーダ信号処理方法 - Google Patents
レーダ装置及びそのレーダ信号処理方法Info
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- JPH10227853A JPH10227853A JP9028815A JP2881597A JPH10227853A JP H10227853 A JPH10227853 A JP H10227853A JP 9028815 A JP9028815 A JP 9028815A JP 2881597 A JP2881597 A JP 2881597A JP H10227853 A JPH10227853 A JP H10227853A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 気象現象を観測するレーダ装置において、観
測時の気象条件に応じて、レーダ観測諸元の最適化を効
率よく行うレーダ装置を得ること。 【解決手段】 気象現象を観測するレーダ装置におい
て、観測時の気象条件に応じて気象モデルの設定を行う
気象モデル設定手段３と、上記の設定された気象モデル
から大気および粒子による電波の減衰率を求める減衰率
計算手段４と、上記の算出された大気および粒子による
電波の減衰率を用いて探知距離を算出する探知距離評価
手段５と、上記の算出された探知距離からレーダ観測諸
元を決定するレーダ観測諸元決定手段６と、を備えたこ
とを特徴とする。
測時の気象条件に応じて、レーダ観測諸元の最適化を効
率よく行うレーダ装置を得ること。 【解決手段】 気象現象を観測するレーダ装置におい
て、観測時の気象条件に応じて気象モデルの設定を行う
気象モデル設定手段３と、上記の設定された気象モデル
から大気および粒子による電波の減衰率を求める減衰率
計算手段４と、上記の算出された大気および粒子による
電波の減衰率を用いて探知距離を算出する探知距離評価
手段５と、上記の算出された探知距離からレーダ観測諸
元を決定するレーダ観測諸元決定手段６と、を備えたこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、気象現象を観測
するレーダ装置及びそのレーダ信号処理方法に関するも
ので、特に、気象条件に応じて設定した気象モデルから
探知距離評価を行い、レーダ観測諸元の最適化を効率よ
く行うことに関するものである。
するレーダ装置及びそのレーダ信号処理方法に関するも
ので、特に、気象条件に応じて設定した気象モデルから
探知距離評価を行い、レーダ観測諸元の最適化を効率よ
く行うことに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、気象現象を観測するレーダ装置の
主に降雨領域を観測対象とするレーダ装置の送信周波数
は、Ｘバンド以下のもの(以下、低周波レーダ装置と呼
ぶ)であった。しかし、近年では、雨滴よりも小さな粒
子を含む雲や霧を観測対象とする、より高い送信周波数
のレーダ装置（以下、高周波レーダ装置と呼ぶ)の利用
も多くなってきている。送信波長がミリメートルオーダ
ーであるミリ波を用いたレーダ装置は、粒径が数十μｍ
程度の雲粒や霧粒を観測することができる。このような
レーダ装置として、例えば、Ａ．Ｌ．Ｐａｚｍａｎｙ
ｅｔａｌ．，“Ａｎ Ａｉｒｂｏｒｎｅ ９５ＧＨｚ
Ｄｕａｌ−ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｒａｄａｒ ｆｏｒ
Ｃｌｏｕｄ Ｓｔｕｄｉｅｓ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎ
ｓ．Ｇｅｏｓｃｉ．Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ，ｖ
ｏｌ．３２，ｎｏ．４，ｐｐ．７３１−７３９，（Ｊｕ
ｌ．１９９４）に示されたものがある。
主に降雨領域を観測対象とするレーダ装置の送信周波数
は、Ｘバンド以下のもの(以下、低周波レーダ装置と呼
ぶ)であった。しかし、近年では、雨滴よりも小さな粒
子を含む雲や霧を観測対象とする、より高い送信周波数
のレーダ装置（以下、高周波レーダ装置と呼ぶ)の利用
も多くなってきている。送信波長がミリメートルオーダ
ーであるミリ波を用いたレーダ装置は、粒径が数十μｍ
程度の雲粒や霧粒を観測することができる。このような
レーダ装置として、例えば、Ａ．Ｌ．Ｐａｚｍａｎｙ
ｅｔａｌ．，“Ａｎ Ａｉｒｂｏｒｎｅ ９５ＧＨｚ
Ｄｕａｌ−ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｒａｄａｒ ｆｏｒ
Ｃｌｏｕｄ Ｓｔｕｄｉｅｓ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎ
ｓ．Ｇｅｏｓｃｉ．Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ，ｖ
ｏｌ．３２，ｎｏ．４，ｐｐ．７３１−７３９，（Ｊｕ
ｌ．１９９４）に示されたものがある。
【０００３】上記文献に示されたような高周波レーダ
で、降雨や雲などのターゲットを観測する場合、低周波
レーダよりも大気や降水粒子による電波減衰が大きいた
め、探知距離が短くなる。電波の減衰率は、降雨や雲の
存在領域、及びその水分量などの気象条件に依存するた
め、それらを観測するレーダ装置の探知距離は気象条件
と観測方向に大きく依存する。電波の減衰が大きいため
探知距離が短くなっている観測方向の探知距離を伸長す
るためには、その観測方向のデータ積分数を多くする必
要があり、また、その観測方向のデータ積分数を多く取
得できるようなアンテナ走査を行う必要がある。
で、降雨や雲などのターゲットを観測する場合、低周波
レーダよりも大気や降水粒子による電波減衰が大きいた
め、探知距離が短くなる。電波の減衰率は、降雨や雲の
存在領域、及びその水分量などの気象条件に依存するた
め、それらを観測するレーダ装置の探知距離は気象条件
と観測方向に大きく依存する。電波の減衰が大きいため
探知距離が短くなっている観測方向の探知距離を伸長す
るためには、その観測方向のデータ積分数を多くする必
要があり、また、その観測方向のデータ積分数を多く取
得できるようなアンテナ走査を行う必要がある。
【０００４】次に、雲などのターゲットの移動を測定す
るためにドップラー速度の計測を行う場合を考える。ド
ップラー周波数は送信周波数に比例することから、高周
波レーダで計測可能な最大ドップラー速度を一定値以上
の大きさにするには、パルス繰返し周波数（以下、ＰＲ
Ｆと呼ぶ）を高くする必要がある。
るためにドップラー速度の計測を行う場合を考える。ド
ップラー周波数は送信周波数に比例することから、高周
波レーダで計測可能な最大ドップラー速度を一定値以上
の大きさにするには、パルス繰返し周波数（以下、ＰＲ
Ｆと呼ぶ）を高くする必要がある。
【０００５】また、ドップラー速度の測定などのコヒー
レントレーダ処理を行うためには、気象エコー信号の相
関時間内に複数の受信パルス信号を得る必要があるが、
気象エコー信号の相関時間は送信周波数に反比例するこ
とが知られている。この理由からも、高周波レーダでド
ップラー速度の測定を行うには、高いＰＲＦが必要とな
る。
レントレーダ処理を行うためには、気象エコー信号の相
関時間内に複数の受信パルス信号を得る必要があるが、
気象エコー信号の相関時間は送信周波数に反比例するこ
とが知られている。この理由からも、高周波レーダでド
ップラー速度の測定を行うには、高いＰＲＦが必要とな
る。
【０００６】ところが、ＰＲＦを高くすると、距離計測
のアンビギュイティが生じるため、ＰＲＦにより定まる
最大観測距離以遠からの反射エコー、即ち多次エコーが
受信信号に混入するという問題が発生する。気象条件に
よって、この多次エコー源の反射率及び電波の減衰量が
異なるため、多次エコーの影響についても、気象条件と
観測方向に依存することになる。
のアンビギュイティが生じるため、ＰＲＦにより定まる
最大観測距離以遠からの反射エコー、即ち多次エコーが
受信信号に混入するという問題が発生する。気象条件に
よって、この多次エコー源の反射率及び電波の減衰量が
異なるため、多次エコーの影響についても、気象条件と
観測方向に依存することになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、電波の
減衰による探知距離の減少の問題と、距離計測のアンビ
ギュイティは、気象条件によって変化する。しかし、従
来の気象現象を観測するレーダ装置では、気象条件に応
じた探知距離評価を行なっていないため、必ずしも観測
時の気象条件に応じた適切なレーダ観測諸元でレーダ観
測を行なっていないという課題があった。
減衰による探知距離の減少の問題と、距離計測のアンビ
ギュイティは、気象条件によって変化する。しかし、従
来の気象現象を観測するレーダ装置では、気象条件に応
じた探知距離評価を行なっていないため、必ずしも観測
時の気象条件に応じた適切なレーダ観測諸元でレーダ観
測を行なっていないという課題があった。
【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、気象現象を観測するレーダ装置に
おいて、観測時の気象条件に応じてレーダ観測諸元の最
適化を効率よく行うレーダ装置を得ることを目的とす
る。
めになされたもので、気象現象を観測するレーダ装置に
おいて、観測時の気象条件に応じてレーダ観測諸元の最
適化を効率よく行うレーダ装置を得ることを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この請求項１に係る発明のレーダ装置は、アンテ
ナから電波を送信し、ターゲットから反射した電波を受
信することにより、気象現象の観測を行うレーダ装置に
おいて、観測時の気象条件に応じて気象モデルの設定を
行う気象モデル設定手段と、上記の設定された気象モデ
ルから大気および粒子による電波の減衰率を求める減衰
率計算手段と、上記の算出された大気および粒子による
電波の減衰率を用いて探知距離を算出する探知距離評価
手段と、上記の算出された探知距離からレーダ観測諸元
を決定するレーダ観測諸元決定手段と、を備えたことを
特徴とする。
めに、この請求項１に係る発明のレーダ装置は、アンテ
ナから電波を送信し、ターゲットから反射した電波を受
信することにより、気象現象の観測を行うレーダ装置に
おいて、観測時の気象条件に応じて気象モデルの設定を
行う気象モデル設定手段と、上記の設定された気象モデ
ルから大気および粒子による電波の減衰率を求める減衰
率計算手段と、上記の算出された大気および粒子による
電波の減衰率を用いて探知距離を算出する探知距離評価
手段と、上記の算出された探知距離からレーダ観測諸元
を決定するレーダ観測諸元決定手段と、を備えたことを
特徴とする。
【００１０】また、この請求項２に係る発明のレーダ装
置は、請求項１記載のレーダ装置の気象モデルの設定手
段が、長距離まで探知可能な低周波レーダで得られる観
測結果を入力することを特徴とする。
置は、請求項１記載のレーダ装置の気象モデルの設定手
段が、長距離まで探知可能な低周波レーダで得られる観
測結果を入力することを特徴とする。
【００１１】また、この請求項３に係る発明のレーダ装
置は、アンテナから電波を送信し、ターゲットから反射
した電波を受信することにより、気象現象の観測を行う
レーダ装置において、観測時の気象条件に応じて気象モ
デルの設定を行う気象モデル設定手段と、上記の設定さ
れた気象モデルから大気および粒子による電波の減衰率
を求める減衰率計算手段と、上記の算出された大気およ
び粒子による電波の減衰率を用いて探知距離を算出する
探知距離評価手段と、上記の算出された探知距離からレ
ーダ観測諸元を決定するレーダ観測諸元決定手段と、上
記の決定されたレーダ観測諸元を用いたレーダ観測結果
から気象パラメータの推定を行い、上記気象モデル設定
手段に出力する気象パラメータ推定手段と、を備えたこ
とを特徴とする。
置は、アンテナから電波を送信し、ターゲットから反射
した電波を受信することにより、気象現象の観測を行う
レーダ装置において、観測時の気象条件に応じて気象モ
デルの設定を行う気象モデル設定手段と、上記の設定さ
れた気象モデルから大気および粒子による電波の減衰率
を求める減衰率計算手段と、上記の算出された大気およ
び粒子による電波の減衰率を用いて探知距離を算出する
探知距離評価手段と、上記の算出された探知距離からレ
ーダ観測諸元を決定するレーダ観測諸元決定手段と、上
記の決定されたレーダ観測諸元を用いたレーダ観測結果
から気象パラメータの推定を行い、上記気象モデル設定
手段に出力する気象パラメータ推定手段と、を備えたこ
とを特徴とする。
【００１２】また、この請求項４に係る発明のレーダ信
号処理方法は、以下のステップを備えたことを特徴とす
る。 （ａ）観測時の気象条件に応じて気象モデルの設定を行
う気象モデル設定ステップ。 （ｂ）上記の気象モデルから大気および粒子による電波
の減衰率を求める減衰率計算ステップ。 （ｃ）上記の大気および粒子による電波の減衰率を用い
て探知距離を算出する探知距離評価ステップ。 （ｄ）上記の探知距離からレーダ観測諸元を決定するレ
ーダ観測諸元決定ステップ。 （ｅ）上記のレーダ観測諸元を用いてレーダ観測をする
レーダ観測ステップ。 （ｆ）上記のレーダ観測結果から気象パラメータの推定
を行い、推定された気象パラメータを用いて気象モデル
を設定するために気象モデル設定ステップに戻る気象パ
ラメータ推定ステップ。
号処理方法は、以下のステップを備えたことを特徴とす
る。 （ａ）観測時の気象条件に応じて気象モデルの設定を行
う気象モデル設定ステップ。 （ｂ）上記の気象モデルから大気および粒子による電波
の減衰率を求める減衰率計算ステップ。 （ｃ）上記の大気および粒子による電波の減衰率を用い
て探知距離を算出する探知距離評価ステップ。 （ｄ）上記の探知距離からレーダ観測諸元を決定するレ
ーダ観測諸元決定ステップ。 （ｅ）上記のレーダ観測諸元を用いてレーダ観測をする
レーダ観測ステップ。 （ｆ）上記のレーダ観測結果から気象パラメータの推定
を行い、推定された気象パラメータを用いて気象モデル
を設定するために気象モデル設定ステップに戻る気象パ
ラメータ推定ステップ。
【００１３】
実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示す構
成ブロック図である。図において、１はアンテナ、２は
送受信機、３は気象モデル設定手段、４は減衰率計算手
段、５は探知距離評価手段、６はレーダ観測諸元決定手
段である。上記アンテナ１、送受信機２を有するレーダ
装置は高周波レーダ装置である。
成ブロック図である。図において、１はアンテナ、２は
送受信機、３は気象モデル設定手段、４は減衰率計算手
段、５は探知距離評価手段、６はレーダ観測諸元決定手
段である。上記アンテナ１、送受信機２を有するレーダ
装置は高周波レーダ装置である。
【００１４】気象モデル設定手段３では、観測時の気象
条件に応じて気象モデルを設定する。例えば、層状雲を
観測する場合は、雲底高度、雲水量、降雨強度、気温、
気圧のパラメータを決定する。降雨強度、気温、気圧に
関しては、地上設置の利用可能な観測システムの観測結
果より求めればよい。雲底高度や雲水量に関しては、レ
ーダ観測時に存在する雲の種類から判断して、代表的な
数値を設定することになる。
条件に応じて気象モデルを設定する。例えば、層状雲を
観測する場合は、雲底高度、雲水量、降雨強度、気温、
気圧のパラメータを決定する。降雨強度、気温、気圧に
関しては、地上設置の利用可能な観測システムの観測結
果より求めればよい。雲底高度や雲水量に関しては、レ
ーダ観測時に存在する雲の種類から判断して、代表的な
数値を設定することになる。
【００１５】減衰率計算手段４では、気象モデル設定手
段３で設定された気象モデルから、降雨領域、雲領域に
おけるレーダ電波の減衰率を計算する。レーダ電波の減
衰の原因には、水蒸気や酸素などの気体による減衰と、
雨滴や雲粒などの粒子による減衰がある。気体による減
衰率については、文献、Ｌｉｅｂｅ，“Ａｎ ｕｐｄａ
ｔｅｄｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ ｗ
ａｖｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｍｏｉｓｔ
ａｉｒ”，Ｒａｄｉｏ Ｓｃｉ．，ｖｏｌ．２０，ｎ
ｏ．５，ｐｐ．１０６９−１０８８（１９８５）におい
て提案されているＭＰＭ（Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ ｗａ
ｖｅ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ）を用いて
計算することができる。
段３で設定された気象モデルから、降雨領域、雲領域に
おけるレーダ電波の減衰率を計算する。レーダ電波の減
衰の原因には、水蒸気や酸素などの気体による減衰と、
雨滴や雲粒などの粒子による減衰がある。気体による減
衰率については、文献、Ｌｉｅｂｅ，“Ａｎ ｕｐｄａ
ｔｅｄｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ ｗ
ａｖｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｍｏｉｓｔ
ａｉｒ”，Ｒａｄｉｏ Ｓｃｉ．，ｖｏｌ．２０，ｎ
ｏ．５，ｐｐ．１０６９−１０８８（１９８５）におい
て提案されているＭＰＭ（Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ ｗａ
ｖｅ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ）を用いて
計算することができる。
【００１６】粒子による減衰については、まず粒子の粒
径分布を仮定する。例えば、降雨粒径分布として代表的
なものに、Ｍａｒｓｈａｌｌ−Ｐａｌｍｅｒ分布があ
り、通常はこの粒径分布を用いればよい。次に、各粒径
における粒子の減衰断面積の計算を行う。厳密な減衰断
面積の計算を行う場合はミー散乱解析を行う。但し、粒
子がレーダ電波の波長に比べて十分大きい場合は、レイ
リー散乱解析の手法を用いてもよい。粒径分布と減衰断
面積の積をとり、粒径で積分すれば、粒子による減衰率
を算出することができる。
径分布を仮定する。例えば、降雨粒径分布として代表的
なものに、Ｍａｒｓｈａｌｌ−Ｐａｌｍｅｒ分布があ
り、通常はこの粒径分布を用いればよい。次に、各粒径
における粒子の減衰断面積の計算を行う。厳密な減衰断
面積の計算を行う場合はミー散乱解析を行う。但し、粒
子がレーダ電波の波長に比べて十分大きい場合は、レイ
リー散乱解析の手法を用いてもよい。粒径分布と減衰断
面積の積をとり、粒径で積分すれば、粒子による減衰率
を算出することができる。
【００１７】探知距離評価手段５では、減衰率計算手段
４により求められた気象モデル各領域における減衰率を
用いて、気象レーダ方程式を用いて探知距離評価を行
う。
４により求められた気象モデル各領域における減衰率を
用いて、気象レーダ方程式を用いて探知距離評価を行
う。
【００１８】レーダ観測諸元決定手段６では、探知距離
評価手段５で求めた探知距離からレーダ観測諸元を決定
する。
評価手段５で求めた探知距離からレーダ観測諸元を決定
する。
【００１９】例えば、ミリ波を用いたレーダ装置でドッ
プラー計測を行う場合、ＰＲＦから決定することが考え
られる。ＰＲＦを高くすれば、ドップラー周波数の計測
の分解能が向上し、また、計測可能な最大ドップラー周
波数が高くなるため、ドップラー周波数のエリアジング
の問題も回避することができる。但し、ＰＲＦが高くな
ると、最大観測距離が短くなるため、多次エコーの問
題、即ち距離計測のアンビギュイティの問題が生じる。
そこで、探知距離評価手段５で計算される探知距離か
ら、距離計測のアンビギュイティの生じない範囲で最大
のＰＲＦを設定する。
プラー計測を行う場合、ＰＲＦから決定することが考え
られる。ＰＲＦを高くすれば、ドップラー周波数の計測
の分解能が向上し、また、計測可能な最大ドップラー周
波数が高くなるため、ドップラー周波数のエリアジング
の問題も回避することができる。但し、ＰＲＦが高くな
ると、最大観測距離が短くなるため、多次エコーの問
題、即ち距離計測のアンビギュイティの問題が生じる。
そこで、探知距離評価手段５で計算される探知距離か
ら、距離計測のアンビギュイティの生じない範囲で最大
のＰＲＦを設定する。
【００２０】図２は、この発明の実施の形態１の動作を
説明する模式図である。図２（ａ）は、レーダ装置の左
側に降雨領域、右側に無降雨領域がある場合を示す模式
図である。図２（ｂ）は、レーダ装置の観測方向に降雨
領域がある場合、送信電波の減衰が大きいため探知距離
が短くなる状態を、探知距離曲線で示す模式図である。
図２（ｃ）は、探知距離が短くなる降雨領域では、無降
雨領域よりもＰＲＦを高くしてして観測している状態を
示す模式図である。この場合ＰＲＦを高くしても、二次
エコーの影響が現われない。
説明する模式図である。図２（ａ）は、レーダ装置の左
側に降雨領域、右側に無降雨領域がある場合を示す模式
図である。図２（ｂ）は、レーダ装置の観測方向に降雨
領域がある場合、送信電波の減衰が大きいため探知距離
が短くなる状態を、探知距離曲線で示す模式図である。
図２（ｃ）は、探知距離が短くなる降雨領域では、無降
雨領域よりもＰＲＦを高くしてして観測している状態を
示す模式図である。この場合ＰＲＦを高くしても、二次
エコーの影響が現われない。
【００２１】また、探知距離評価手段５で求めた探知距
離が短い方向の探知距離を伸長するという規範で観測諸
元を決定することも考えられる。即ち、探知距離評価手
段５において探知距離が短いと評価された観測方向につ
いて、探知距離評価手段５ではじめに仮定した積分数よ
りも大きな積分数となるように、ビーム走査を行う。例
えば、方位により降雨強度が異なる場合、降雨の強い方
位においてデータの積分数が多くなるような観測諸元と
すればよい。
離が短い方向の探知距離を伸長するという規範で観測諸
元を決定することも考えられる。即ち、探知距離評価手
段５において探知距離が短いと評価された観測方向につ
いて、探知距離評価手段５ではじめに仮定した積分数よ
りも大きな積分数となるように、ビーム走査を行う。例
えば、方位により降雨強度が異なる場合、降雨の強い方
位においてデータの積分数が多くなるような観測諸元と
すればよい。
【００２２】以上のように、この発明の実施の形態１で
は、観測時の気象条件に応じて設定した気象モデルから
探知距離評価を行い、レーダ観測諸元の最適化を効率よ
く行うことができる。
は、観測時の気象条件に応じて設定した気象モデルから
探知距離評価を行い、レーダ観測諸元の最適化を効率よ
く行うことができる。
【００２３】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２を示す構成ブロック図である。図において、アン
テナ１、送受信機２、減衰率計算手段４、探知距離評価
手段５、レーダ観測諸元決定手段６は、実施の形態１に
おける図１と同じ構成のものである。上記アンテナ１、
送受信機２を有するレーダ装置は高周波レーダ装置であ
り、Ｋａバンドを用いているものとする。３ａは気象モ
デル設定手段、７は外部の低周波レーダ装置である。
形態２を示す構成ブロック図である。図において、アン
テナ１、送受信機２、減衰率計算手段４、探知距離評価
手段５、レーダ観測諸元決定手段６は、実施の形態１に
おける図１と同じ構成のものである。上記アンテナ１、
送受信機２を有するレーダ装置は高周波レーダ装置であ
り、Ｋａバンドを用いているものとする。３ａは気象モ
デル設定手段、７は外部の低周波レーダ装置である。
【００２３】３ａは、長距離まで探知可能な低周波レー
ダで得られる観測結果も用いて、観測時の気象条件に応
じて気象モデルの設定を行う気象モデル設定手段であ
る。７は、ここでは、外部の低周波レーダ装置であり、
例えば、Ｃバンドを用いているものとする。上記高周波
レーダ装置の覆域が上記低周波レーダ装置７の覆域内に
含まれるように、低周波レーダ装置７を配置するのであ
れば、低周波レーダ装置の位置は高周波レーダ装置の位
置と同じでも、離れていてもよい。
ダで得られる観測結果も用いて、観測時の気象条件に応
じて気象モデルの設定を行う気象モデル設定手段であ
る。７は、ここでは、外部の低周波レーダ装置であり、
例えば、Ｃバンドを用いているものとする。上記高周波
レーダ装置の覆域が上記低周波レーダ装置７の覆域内に
含まれるように、低周波レーダ装置７を配置するのであ
れば、低周波レーダ装置の位置は高周波レーダ装置の位
置と同じでも、離れていてもよい。
【００２４】図４は、この発明の実施の形態２の動作を
説明する模式図である。図４（ａ）は、Ｃバンドを用い
る低周波レーダ装置による観測では、粒径の小さい雲粒
を含む雲領域の観測を行うことはできないが、降雨領域
はＫａバンドを用いる高周波レーダ装置に比べて遠方ま
で観測ができることを示す模式図である。図４（ｂ）
は、低周波レーダ装置による観測により得られた降雨領
域マップから、気象モデル設定手段３ａで作成した気象
モデルを示す模式図である。
説明する模式図である。図４（ａ）は、Ｃバンドを用い
る低周波レーダ装置による観測では、粒径の小さい雲粒
を含む雲領域の観測を行うことはできないが、降雨領域
はＫａバンドを用いる高周波レーダ装置に比べて遠方ま
で観測ができることを示す模式図である。図４（ｂ）
は、低周波レーダ装置による観測により得られた降雨領
域マップから、気象モデル設定手段３ａで作成した気象
モデルを示す模式図である。
【００２５】この気象モデルを用いて、減衰率計算手段
４によりＫａバンドにおける減衰率を計算する。探知距
離評価手段５では、減衰率計算手段４で算出された減衰
率を用いて、各観測方向における探知距離を算出する。
図４（ｃ）は、レーダ装置の観測方向に降雨領域がある
場合、送信電波の減衰が大きいため探知距離が短くなる
状態を、探知距離曲線で示す模式図である。レーダ観測
諸元決定手段６では、探知距離評価手段５で算出された
探知距離から、距離計測のアンビギュイティが生じない
最大観測距離を設定する。この最大観測距離からＰＲＦ
を決定する。図４（ｄ）は、探知距離が短くなる降雨領
域では、無降雨領域よりもＰＲＦを高くして観測してい
る状態を示す模式図である。この場合ＰＲＦを高くして
も、二次エコーの影響が現われない。
４によりＫａバンドにおける減衰率を計算する。探知距
離評価手段５では、減衰率計算手段４で算出された減衰
率を用いて、各観測方向における探知距離を算出する。
図４（ｃ）は、レーダ装置の観測方向に降雨領域がある
場合、送信電波の減衰が大きいため探知距離が短くなる
状態を、探知距離曲線で示す模式図である。レーダ観測
諸元決定手段６では、探知距離評価手段５で算出された
探知距離から、距離計測のアンビギュイティが生じない
最大観測距離を設定する。この最大観測距離からＰＲＦ
を決定する。図４（ｄ）は、探知距離が短くなる降雨領
域では、無降雨領域よりもＰＲＦを高くして観測してい
る状態を示す模式図である。この場合ＰＲＦを高くして
も、二次エコーの影響が現われない。
【００２６】以上のように、この発明の実施の形態２で
は、観測時の気象条件に応じて気象モデルを設定する際
に、低周波レーダによる観測結果も用いて、長距離にわ
たり精度のよい気象モデルの設定をすることができ、探
知距離評価の精度を向上させる。それによりレーダ観測
諸元をより適切に決定することができる。遠距離の位置
に反射率の大きい降雨領域がある場合にも、低周波レー
ダ装置は高周波レーダ装置よりも容易に検出できるた
め、この降雨領域による二次エコーの影響も正確に評価
することが可能となる。
は、観測時の気象条件に応じて気象モデルを設定する際
に、低周波レーダによる観測結果も用いて、長距離にわ
たり精度のよい気象モデルの設定をすることができ、探
知距離評価の精度を向上させる。それによりレーダ観測
諸元をより適切に決定することができる。遠距離の位置
に反射率の大きい降雨領域がある場合にも、低周波レー
ダ装置は高周波レーダ装置よりも容易に検出できるた
め、この降雨領域による二次エコーの影響も正確に評価
することが可能となる。
【００２７】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３を示す構成ブロック図である。図において、アン
テナ１、送受信機２、減衰率計算手段４、探知距離評価
手段５、レーダ観測諸元決定手段６は、実施の形態１に
おける図１と同じ構成のものである。３ｂは気象モデル
設定手段、８は気象パラメータ推定手段である。
形態３を示す構成ブロック図である。図において、アン
テナ１、送受信機２、減衰率計算手段４、探知距離評価
手段５、レーダ観測諸元決定手段６は、実施の形態１に
おける図１と同じ構成のものである。３ｂは気象モデル
設定手段、８は気象パラメータ推定手段である。
【００２８】８は、気象条件に応じて設定された気象モ
デルから決定されたレーダ観測諸元を用いたレーダ観測
結果から、観測領域の降水強度や雲水量などの気象パラ
メータを推定し、これらの気象パラメータを気象モデル
設定手段３ｂへ出力する気象パラメータ推定手段であ
る。３ｂは、上記気象パラメータ推定手段８で推定され
た気象パラメータも用いて、観測時の気象条件に応じて
気象モデルの設定を行う気象モデル設定手段である。
デルから決定されたレーダ観測諸元を用いたレーダ観測
結果から、観測領域の降水強度や雲水量などの気象パラ
メータを推定し、これらの気象パラメータを気象モデル
設定手段３ｂへ出力する気象パラメータ推定手段であ
る。３ｂは、上記気象パラメータ推定手段８で推定され
た気象パラメータも用いて、観測時の気象条件に応じて
気象モデルの設定を行う気象モデル設定手段である。
【００２９】図６は、図５の動作を説明するフローチャ
ートである。ステップ１で、観測時の気象条件に応じ気
象モデルを設定する。ステップ２で、上記の気象モデル
から大気および粒子による電波の減衰率を求める。ステ
ップ３で、上記の大気および粒子による電波の減衰率を
用いて探知距離を算出する。、ステップ４で、上記の探
知距離からレーダ観測諸元を決定する。ステップ５で、
上記の決定されたレーダ観測諸元を用いてレーダ観測を
行う。ステップ６で、上記のレーダ観測結果から気象パ
ラメータの推定を行い、推定された気象パラメータを用
いて気象モデルを設定するためにステップ１に戻る。
ートである。ステップ１で、観測時の気象条件に応じ気
象モデルを設定する。ステップ２で、上記の気象モデル
から大気および粒子による電波の減衰率を求める。ステ
ップ３で、上記の大気および粒子による電波の減衰率を
用いて探知距離を算出する。、ステップ４で、上記の探
知距離からレーダ観測諸元を決定する。ステップ５で、
上記の決定されたレーダ観測諸元を用いてレーダ観測を
行う。ステップ６で、上記のレーダ観測結果から気象パ
ラメータの推定を行い、推定された気象パラメータを用
いて気象モデルを設定するためにステップ１に戻る。
【００３０】以上のように、この発明の実施の形態３で
は、観測時の気象条件に応じて気象モデルを設定する際
に、レーダ観測で得られた情報から推定した気象パラメ
ータも用いて、精度のよい気象モデルを設定することが
でき、レーダ装置の規模を大きく拡張することなく、探
知距離評価の精度を向上させる。それによりレーダ観測
諸元をより適切に決定することができる。
は、観測時の気象条件に応じて気象モデルを設定する際
に、レーダ観測で得られた情報から推定した気象パラメ
ータも用いて、精度のよい気象モデルを設定することが
でき、レーダ装置の規模を大きく拡張することなく、探
知距離評価の精度を向上させる。それによりレーダ観測
諸元をより適切に決定することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、請求項１に係る発明によ
れば、観測時の気象条件に応じて設定した気象モデルか
ら探知距離評価を行うことにより、レーダ観測諸元の最
適化を効率よく行うことが可能なレーダ装置を得ること
ができる。
れば、観測時の気象条件に応じて設定した気象モデルか
ら探知距離評価を行うことにより、レーダ観測諸元の最
適化を効率よく行うことが可能なレーダ装置を得ること
ができる。
【００３２】また、請求項２に係る発明によれば、観測
時の気象条件に応じて気象モデルを設定する際に、低周
波レーダによる観測結果も用いて、長距離にわたり精度
のよい気象モデルを設定することができ、探知距離評価
の精度を向上させる。それによりレーダ観測諸元をより
適切に決定することが可能なレーダ装置を得ることがで
きる。
時の気象条件に応じて気象モデルを設定する際に、低周
波レーダによる観測結果も用いて、長距離にわたり精度
のよい気象モデルを設定することができ、探知距離評価
の精度を向上させる。それによりレーダ観測諸元をより
適切に決定することが可能なレーダ装置を得ることがで
きる。
【００３３】また、請求項３に係る発明によれば、観測
時の気象条件に応じて気象モデルを設定する際に、レー
ダ観測で得られた情報から推定した気象パラメータも用
いて、精度のよい気象モデルを設定することができ、レ
ーダ装置の規模を大きく拡張することなく、探知距離評
価の精度を向上させる。それによりレーダ観測諸元をよ
り適切に決定することが可能なレーダ装置を得ることが
できる。
時の気象条件に応じて気象モデルを設定する際に、レー
ダ観測で得られた情報から推定した気象パラメータも用
いて、精度のよい気象モデルを設定することができ、レ
ーダ装置の規模を大きく拡張することなく、探知距離評
価の精度を向上させる。それによりレーダ観測諸元をよ
り適切に決定することが可能なレーダ装置を得ることが
できる。
【００３４】また、請求項４に係る発明によれば、観測
時の気象条件に応じて気象モデルを設定する際に、レー
ダ観測で得られた情報から推定した気象パラメータも用
いて、精度のよい気象モデルを設定することができ、探
知距離評価の精度を向上させる。それによりレーダ観測
諸元をより適切に決定することが可能なレーダ信号処理
方法を得ることができる。
時の気象条件に応じて気象モデルを設定する際に、レー
ダ観測で得られた情報から推定した気象パラメータも用
いて、精度のよい気象モデルを設定することができ、探
知距離評価の精度を向上させる。それによりレーダ観測
諸元をより適切に決定することが可能なレーダ信号処理
方法を得ることができる。
【図１】 この発明の実施の形態１を示す構成ブロック
図である。
図である。
【図２】 図１の動作を説明する模式図である。
【図３】 この発明の実施の形態２を示す構成ブロック
図である。
図である。
【図４】 図３の動作を説明する模式図である。
【図５】 この発明の実施の形態３を示す構成ブロック
図である。
図である。
【図６】 図５の動作を説明するフローチャートであ
る。
る。
１ アンテナ、２ 送受信機、３，３ａ，３ｂ 気象モ
デル設定手段、４ 減衰率計算手段、５ 探知距離評価
手段、６ レーダ観測諸元決定手段、７ 外部の低周波
レーダ装置、８ 気象パラメータ推定手段。
デル設定手段、４ 減衰率計算手段、５ 探知距離評価
手段、６ レーダ観測諸元決定手段、７ 外部の低周波
レーダ装置、８ 気象パラメータ推定手段。
Claims (4)
- 【請求項１】 アンテナから電波を送信し、ターゲット
から反射した電波を受信することにより、気象現象の観
測を行うレーダ装置において、 観測時の気象条件に応じて気象モデルの設定を行う気象
モデル設定手段と、 上記の設定された気象モデルから大気および粒子による
電波の減衰率を求める減衰率計算手段と、 上記の算出された大気および粒子による電波の減衰率を
用いて探知距離を算出する探知距離評価手段と、 上記の算出された探知距離からレーダ観測諸元を決定す
るレーダ観測諸元決定手段と、を備えたことを特徴とす
るレーダ装置。 - 【請求項２】 気象モデルの設定手段が、長距離まで探
知可能な低周波レーダで得られる観測結果を入力するこ
とを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。 - 【請求項３】 アンテナから電波を送信し、ターゲット
から反射した電波を受信することにより、気象現象の観
測を行うレーダ装置において、 観測時の気象条件に応じて気象モデルの設定を行う気象
モデル設定手段と、 上記の設定された気象モデルから大気および粒子による
電波の減衰率を求める減衰率計算手段と、 上記の算出された大気および粒子による電波の減衰率を
用いて探知距離を算出する探知距離評価手段と、 上記の算出された探知距離からレーダ観測諸元を決定す
るレーダ観測諸元決定手段と、 上記の決定されたレーダ観測諸元を用いたレーダ観測結
果から気象パラメータの推定を行い、上記気象モデル設
定手段に出力する気象パラメータ推定手段と、を備えた
ことを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項４】 以下のステップを備えたことを特徴とす
るレーダ信号処理方法、 （ａ）観測時の気象条件に応じて気象モデルの設定を行
う気象モデル設定ステップ （ｂ）上記の気象モデルから大気および粒子による電波
の減衰率を求める減衰率計算ステップ （ｃ）上記の大気および粒子による電波の減衰率を用い
て探知距離を算出する探知距離評価ステップ （ｄ）上記の探知距離からレーダ観測諸元を決定するレ
ーダ観測諸元決定ステップ （ｅ）上記のレーダ観測諸元からレーダ観測をするレー
ダ観測ステップ （ｆ）上記のレーダ観測結果から気象パラメータの推定
を行い、推定された気象パラメータを用いて、気象モデ
ルを設定するために気象モデル設定ステップに戻る気象
パラメータ推定ステップ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02881597A JP3335544B2 (ja) | 1997-02-13 | 1997-02-13 | レーダ装置及びそのレーダ信号処理方法 |
| FR9801638A FR2759462B1 (fr) | 1997-02-13 | 1998-02-11 | Systemes radar pour l'observation de phenomenes meteorologiques fournissant des donnees d'observation ameliorees |
| US09/023,212 US6081220A (en) | 1997-02-13 | 1998-02-13 | Radar system for observing weather phenomena with improved radar system parameters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02881597A JP3335544B2 (ja) | 1997-02-13 | 1997-02-13 | レーダ装置及びそのレーダ信号処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10227853A true JPH10227853A (ja) | 1998-08-25 |
| JP3335544B2 JP3335544B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=12258913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02881597A Expired - Fee Related JP3335544B2 (ja) | 1997-02-13 | 1997-02-13 | レーダ装置及びそのレーダ信号処理方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6081220A (ja) |
| JP (1) | JP3335544B2 (ja) |
| FR (1) | FR2759462B1 (ja) |
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